Itinéraires catalytiques pour la synthèse de substances chimiques nobles
L'oxydation des alcools et des glucides par de l'oxygène moléculaire, catalysée à l'aide de métaux nobles, est un processus propre qui peut être appliqué de façon profitable dans le domaine de la chimie fine pour la synthèse de produits pharmaceutiques. Ce processus constitue une alternative intéressante aux processus d'oxydation fortement nuisibles à l'environnement à base d'oxydants inorganiques classiques. Les avantages potentiels de l'oxydation sélective de l'intermédiaire de synthèse organique dans un réacteur catalytique micro-structuré, permettant un contrôle précis de la concentration en oxygène tout au long de la réaction, ont été démontrés dans le cadre du projet CREATION. Les chercheurs de l'Université de Bath ont conçu, construit et testé un réacteur compact à l'échelle millimétrique, constitué de canaux de réaction parallèles remplis de particules de catalyseur. La géométrie du système a été optimisée afin de permettre un meilleur contrôle des flux de fluides, allié à des contacts accrus dans un environnement de réaction à trois phases (gaz-liquide-solide) et à une accélération des processus de transfert de masse. En outre, un système d'échange thermique a été intégré à la structure afin de permettre des réactions hautement exothermiques, ainsi que le contrôle des différences de températures et un fonctionnement isotherme malgré des taux de réaction élevés. Le caractère adapté du réacteur multifonctions à une oxydation propre de l'alcool benzylique en benzaldéhyde (réaction utilisée en tant que modèle), a été illustré par le biais d'expériences en laboratoire effectuées sur des catalyseurs au ruthénium et au platine. Une grande sélectivité a été observée dans le choix des conditions de fonctionnement parmi une palette très large, même dans les cas de concentrations des produits de réaction proches des conditions industrielles. Dans la prochaine phase de recherche, un système de catalyseur bimétallique sera mis au point pour atteindre les performances requises par les réactions de synthèse en chimie fine et dans le domaine pharmaceutique.
